光致变色全氟环戊烯类二芳烯化合物的合成及其性质研究

合成了两种新的二芳基乙烯类光致变色化合物1,2 双(2 甲基5 (4 乙氧基苯基)噻吩3 基)全氟环戊烯(1a)和1,2 双(2 甲基5 (对氟苯基)噻吩3 基)全氟环戊烯(2a),并且研究了其在不同溶剂和浓度中的UV Vis光谱、荧光性质和光致变色反应动力学特征.实验结果表明,化合物1a和2a具有良好的光致变色性质和较强的荧光;光致变色闭环反应为零级反应,开环反应为一级反应.     

二芳基乙烯类化合物用作光开关的最新研究

本文在综述二芳基乙烯类化合物各种性能的基础上,重点介绍了二芳基乙烯类化合物作为荧光光控开关、荧光共振能量转移、光致变色电开关、光致变色磁开关、光致变色液晶开关和多功能光致变色开关的最新发展动态,以及二芳基乙烯类化合物的形态对光开关性能的影响。最后对未来光存储材料的研究趋势作了展望。     

以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子的合成

设计并合成了新型的以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子1,从廉价易得的六氯丁二烯出发,经醇解、氯化、关环和氟化反应合成了关键中间体全氟2,5-二氢呋喃(2),并通过与化合物3'-溴-[2,2':5',2']三噻吩(3)的偶合反应得到含氟光致变色分子1.     

多功能二噻吩乙烯光致变色光分子开关材料

光致变色材料是一类在不同波长的光交替照射下,产生两种可进行可逆转换的光致异构体并伴随明显的光物理和光化学性能变化的材料。基于其特殊的光致异构性质,人们已开发出多种光致变色功能材料并将其广泛应用于超高密度光信息存储、分子开关、分子逻辑门、分子导线、光电材料、多光子器件、表面/纳米器件、液晶材料、化学传感、生物成像、自组装、聚集诱导发光、光控生物体系等诸多领域。其中,二噻吩乙烯类化合物因其出色的热稳定性、优良的耐疲劳性、快的响应速率、高的转化率和量子产率以及出色的固相反应活性而成为理想的光致变色材料之一。本文主要围绕近期本研究组研究成果着重介绍近几年二噻吩乙烯类化合物从溶液体系到功能化表面体系的研究进展,探讨当前该领域存在的问题并对其前景和发展方向进行展望。     

新型烯桥二芳基乙烯光致变色体系

光致变色材料在一定的波长和强度的光作用下分子结构发生开闭环等变化,从而导致其对光的吸收峰（即颜色）的相应改变,且这种改变一般是可逆的。光致变色体系在光照前后的物理、化学性能（特别是吸收、荧光性质）会发生显著变化,可广泛应用于变色眼镜、光开关、逻辑门以及信息存储等领域。在众多光致变色体系中,有机二芳基乙烯体系具有高热稳定性,一直是应用研究的热门对象。由于全氟环戊烯作为烯桥具有突出的抗疲劳度、双稳态性能,目前大多数二芳基乙烯皆基于此烯桥而设计制备。鉴于二芳基乙烯的烯桥处于光反应中心,对光致变色性能调控尤为显著,而全氟环戊烯作为烯桥在结构上惰性而难以实现化学修饰,因而近年来涌现出许多新型的桥连,实现了更好的性能和更多的应用,本文介绍具有代表性的烯桥及其对应的二芳基乙烯化合物的研究现状,并对其应用前景进行了分析及展望。     

二芳基乙烯类光致变色材料的合成概述

由于具有多种潜在的应用价值, 光致变色化合物作为高级功能材料的研究在国内外广受关注. 在众多的有机光致变色化合物中, 二芳基乙烯特别是二噻吩乙烯, 由于其具有良好的热稳定性和优良的耐疲劳度而成为这类化合物的杰出代表. 近年来, 有关二芳基乙烯类光致变色化合物的各种合成及性能方面的报道已涉及到信息存储、分子开关、逻辑电路、液晶显示、磁性材料等众多领域. 主要是从有机合成的角度, 对这类材料的合成进行了较为全面的概括, 对各种合成方法分别加以介绍和分析, 对其发展趋势予以探索和展望.     

一个新颖的光磁性二噻吩乙烯铜配合物的合成和光致变色性质

合成了一个新颖的金属铜和1,2-双(2′-甲基-5′-(4″-吡啶基)-3′-噻吩) 全氟代环戊烯 (BM-4-PTP)配合物,并用红外、核磁共振、元素分析进行了表征。研究了配合物在晶体相的光致变色性质和磁性性质。在光激发下,配合物[Cu(BM-4-PTP)₂(CF₃COO)₂](THF)₂(H₂O)₂(1)在晶体相显示出可逆的光异构反应。有趣的是,伴随着光致变色反应,配合物1的开环体(1o)和闭环体(1c)在晶体相还显示出磁性差异,1o和1c的磁化率可逆地发生变化,说明由于开环异构体和闭环异构体的π共轭结构不同,通过配体BM-4-PTP桥联的铜离子之间的相互作用可以被光引发。     

对称吡啶基二噻吩乙烯光致变色化合物的合成与性能

二噻吩乙烯光致变色化合物具有热稳定性高、抗疲劳性好等优点。 本文以2-甲基噻吩为原料,经过Suzuki偶联、傅克酰基化、McMurry环合3步反应制备1,2-二(5-吡啶基-2-甲基噻吩-3-基)环戊烯,总收率61%。 所有中间体及目标产物均已通过核磁共振、质谱、红外光谱等技术手段表征。 该合成方法具有合成步骤少、简便、总收率高、易于工业化生产等优点。 利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对该化合物及其与镍离子、锡离子相互作用的光致变色性能以及应用进行了研究。 对称吡啶基二噻吩乙烯通过与金属配位在紫外光的照射前后显示出不同的颜色和光谱吸收,可以用作新型金属离子探针。     

含三苯胺基团的二噻吩乙烯光致变色化合物的合成及性能研究

以5-氯-2-甲基-3-乙酰基噻吩和二苯氨基苯甲醛为原料,经Aldol反应、Michael反应及McMurry反应,将光致变色单元和三苯胺基团结合起来,合成了三种二噻吩乙烯类光致变色化合物1a～1c,并通过MS,¹H NMR和¹³C NMR对其结构进行了表征.与以往主要从两侧噻吩环引入不同功能性基团的研究不同,本文将具有荧光性的三苯胺基团通过单键桥连至环戊烯β位上,在保持光致变色反应活性的同时,也避免其它功能性基团对二噻吩乙烯骨架的影响.通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其在溶液及聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的光致变色性能和荧光性能.在302 nm紫外光照射下,1a～1c的溶液和薄膜由无色变为黄色,并能快速达到光稳态;用450 nm蓝光照射时,能在较短时间内恢复至无色.在紫外光的激发下,1a～1c的最大荧光发射波长随着取代基R供电子效应的增强而增大;1a～1c在正己烷、甲苯和乙酸乙酯中具有较强的荧光,在乙腈中荧光较弱,而在氯仿中几乎没有荧光.在302 nm紫外光照射下,1a～1c的三苯胺基团和二噻吩环戊烯基团之间发生荧光共振能量转移,其荧光强度随着光照时间的延长逐渐降低,表明其具有作为荧光分子开关的潜力.     

芘基查尔酮的合成及三阶非线性光学性质

合成了一种新的具有潜在应用价值的非线性光学(NLO)有机材料1-(芘-1-基)-3-(4-二甲氨基苯基)丙烯酮(PMAK),并通过 NMR、IR、MS和元素分析等技术手段进行了表征。 采用溶液Nd:YAG激光技术测定了PMAK的三阶非线性光学性质并确定了相关参数。 纳秒实验结果:折射率n₂=-3.5×10^-17 m²/W,吸收系数β=7.0×10^-10 m/W,极化率χ⁽³⁾=2.54×10^-11 esu,分子超极化率γ=3.44×10^-30 esu;皮秒实验结果:n₂=-2.8×10^-18 m²/W,β=8.3×10^-11 m/W,χ⁽³⁾=2.49×10^-12 esu,γ=3.33×10^-31 esu。     

MXenes材料的光学特性及相关研究进展

过渡金属碳化物、 氮化物或碳氮化物(MXenes)具有丰富的元素组成和结构可调性, 显示出丰富的物理化学性质和巨大的应用潜力. 本文以此类材料的基本光学特性为基础, 从光子发射、 透明导电及储能、 非线性光学、 表面等离激元及拉曼增强、 光热转化、 光催化及光响应等光学相关领域展开分析和综述. 并对此二维材料相关应用的未来发展及机遇作了简单评述, 以期为进一步的研究提供参考.     

新型双螺噁嗪分子的合成及性能

设计合成了3个双螺噁嗪化合物, 采用核磁共振谱、红外光谱和高分辨质谱对这些化合物进行了表征. 测试了光照前后化合物在不同溶剂中的紫外吸收光谱、荧光光谱以及在高分子薄膜中的消色动力学曲线. 结果表明, 目标化合物均具有良好的光致变色性能和耐疲劳度, 在材料、分子开光及生物探针领域有潜在的应用前景.     

联苯基团修饰的联茚满二羟基烯二酮的合成与性质

合成了联苯基团修饰的联茚满二羟基烯二酮2a和2b, 研究了其光致变色、光致自由基和液晶性质, 讨论了结构与性质之间的关系. 结果表明, 两种目标化合物在固态下均具有光致变色和光致自由基性质, 但都不具有液晶性质. 当联苯基团与联茚满二羟基烯二酮母体结构单元之间的烷氧基链较短时, 光致变色现象更显著.     

唑环取代的俘精酸酐的合成及其光致变色性能的研究

合成了含     

(口恶)唑环取代的俘精酸酐的合成及其光致变色性能的研究

合成了含噁唑环的俘精酸酐,4-（5-甲基-2-对甲氧苯基-4-乙酰基嘿唑）乙叉（异丙叉）丁二酸酐,研究了该化合物在不同溶剂中的光致变色性能,进行了光成色和光消色过程的动力学研究,并考察了溶剂极性对该化合物吸收光谱的影响。稳态动力学分析结果表明,该化合物呈色体的光消色反应遵循一级动力学规律,俘精酸酐本身的光反应比较复杂,不符合简单的动力学级数。     

Spectral Properties and Photochromic Characteristics of Spiropyran Dyes

IntroductionSince the last decade, a large number of workshave concentrated on the photochromic behavior of in-dolinospirobenzopyran dyes[1—4]. Interest in these com-pounds has been concerned with the reversibility of thetransformation between the colorl…     

Two‐Way Molecular Switches with Large Nonlinear Optical Contrast

Molecular switches : Highly efficient acido‐ and photoswitchable frequency doublers (see scheme) based on the indolinooxazolidine core are studied by means of hyper‐Rayleigh experiments and quantum‐chemical calculations.

     

Dependency of the Dimethyldihydropyrene Photochromic Properties on the Number of Pyridinium Electron-Withdrawing Groups

Photochromic dimethyldihydropyrenes substituted with electron-withdrawing pyridinium groups have shown an increase of photo-induced ring-opening efficiency and a light sensitivity that is red shifted relative to the unsubstituted compound. However, a recently synthesized tetrapyridinium derivative showed a considerable decrease of the photo-isomerization quantum yield relative to the monopyridinium and bispyridinium derivatives. We provide a rationale for this unexpected photochemical behavior based on the comparative theoretical investigations of the relevant excited states of these systems. In particular, we found that the nature and order of the lowest two excited states depend on the number of pyridinium groups and on the symmetry of the system. While the lowest S₁ excited state is photo-active in the monopyridinium and bispyridinium derivatives, the photo-isomerizing state is S₂ in the reference unsubstituted compound and both S₁ and S₂ lead to isomerization in the tetrapyridinium derivative, albeit with a low efficiency. In the latter derivative, the photo-isomerization is hindered by the particular S₁/S₂ conical intersection topology.     

聚酰亚胺多层膜的制备及其在非线性光学中的应用

报道了一种通过旋涂制备NLO聚合物多层膜的方法.紫外-可见吸收光谱及膜的厚度表征说明,在所得多层膜的结构中,聚合物单层膜的厚度可以较好地控制在100~200nm之间,所得含有5个双层的NLO多层膜(厚度1.6μm)具有良好的结构均一性,光学显微镜下没有观察到明显的结构缺陷.与单层具有较大厚度的NLO聚合物薄膜(如2~4μm)相比,所得聚合物多层膜可以允许掺杂更多的发色团而不发生相分离.